Letzte Aktualisierung am 23. Juni 2023 von Mika Lehmann
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Wenn Sie den produzierten Solarstrom aus Ihrer Photovoltaikanlage nicht verbrauchen, wird dieser ins öffentliche Netz eingespeist. Allerdings hat die Einspeisevergütung für Solarstrom über die letzten Jahre immer weiter abgenommen. Hinzu kommt, dass der benötigte Strom beispielsweise bei schlechtem Wetter oder abends, wenn mit Photovoltaikanlage kaum Strom erzeugt wird, meist teuer vom öffentlichen Energieversorger bezogen werden muss. Daher wird es für Besitzer von PV-Anlagen immer rentabler, einen Photovoltaik-Speicher zu nutzen. Hier erfahren Sie alles über die Kosten für Kauf und Einbau, die Wirtschaftlichkeit und die verfügbaren Arten von Batteriespeichern.
Kosten nach Speicherkapazität
Die Kosten variieren in Abhängigkeit von der Größe des Speichers, seiner Leistung und Kapazität sowie der jeweiligen Speichertechnologie. In Anbetracht der Technologie kommen bei Heimspeichern insbesondere Lithium-Ionen-Akkus oder Blei-Ionen-Akkus zum Einsatz. Die Größe liegt bei Einfamilienhäusern zwischen 5 und 15 kWh. Nach Angaben des Bundesverbands für Solarwirtschaft liegt die durchschnittlich benötigte Größe für Heimspeicher bei etwa 8 Kilowattstunden.
Ähnlich wie bei Photovoltaik gilt auch hier: Je größer der Energiespeicher, desto günstiger der Preis pro kWh. Bei 3 kWh kann der Preis pro kWh bei 1.600 Euro liegen. Ab 10 kWh sind aber auch Preise von unter 1.000 Euro pro kWh üblich. Zum Vergleich: 2013 haben Energiespeicher im Schnitt noch 2.500 Euro pro kWh gekostet.
Bei einer Lithium-Ionen-Batterie mit 8 kWh Speicherkapazität zahlen Sie also ungefähr 7.600 Euro. Blei-Säure-Batterien sind etwas günstiger. Lithium-Ionen-Akkus sind deshalb etwas teurer, da es sich im Vergleich zu den bewährten Blei-Ionen-Akkus um eine noch recht neue Speichertechnologie handelt. Allerdings sind auch deren Preise in den letzten Jahren deutlich gesunken.
Erwägen Sie den Kauf eines Speichers in Kombination mit einer Photovoltaikanlage, so müssen Sie mit Kosten von rund 15.000 bis 25.000 € für ein Einfamilienhaus rechnen. Die Kosten für einen fachkundigen Einbau sind hierbei bereits inbegriffen.
Kosten pro insgesamt gespeicherter Kilowattstunde
Ohne die Verwendung eines Batteriespeichers haben Sie die Möglichkeit, Ihren produzierten Solarstrom entweder direkt selbst zu verbrauchen oder diesen ins öffentliche Stromnetz einzuspeisen. Um den erzeugten Strom jedoch jederzeit selbst verbrauchen zu können, ist ein Stromspeicher von Vorteil. Dieser kann Ihre überschüssige Solarenergie, die nach der Produktion nicht direkt von Ihnen verbraucht wird, so lange speichern, bis Sie diese benötigen. Daher ist es im Rahmen eines Speicherkaufs von besonderem Interesse, den Vorteil einer Stromspeicherung im Vergleich zu einer Stromeinspeisung ins öffentliche Netz abzuwägen. Als aussagekräftige Bezugsgröße für die Wirtschaftlichkeit wird der Preis pro gespeicherter Kilowattstunde verwendet. Um diesen berechnen zu können, müssen Sie die Investitionskosten Ihres Speichers durch die speicherbare Energiemenge über die gesamte Lebenszeit der Batterie teilen. Die speicherbare Energie berechnen Sie so:
Anzahl der Volladezyklen * Entladetiefe * Speicherkapazität * Systemwirkungsgrad
Diese Werte finden Sie bei den technischen Angaben der Hersteller. Falls dort nichts zum Wirkungsgrad steht, können Sie bei einer Lithium-Batterie von 0,93 bis 0,98 ausgehen. Anschließend teilen Sie einfach den Preis durch die berechnete Energiemenge.
Die Preise pro kWh liegen für günstige Photovoltaik-Stromspeicher aktuell bei etwa 10 bis 30 Cent. Da es sich bei Stromspeichern um noch relativ neue Technologien handelt, ist in Zukunft mit einer weiteren Preissenkung zu rechnen. Dadurch würden dann auch die Preise pro gespeicherter kWh deutlich sinken, was eine Anschaffung immer attraktiver macht.
Rechner und Beispiel
Bei dieser Batterie zahlt der Haushalt also nur 13 Cent pro gespeicherter Kilowattstunde. Addiert man diesen Wert mit den Gestehungskosten der Photovoltaikanlage pro Kilowattstunde, ist das immer noch günstiger als die aktuellen Strompreise zwischen 25 und 40 Cent. Die Gestehungskosten liegen laut Fraunhofer ISE zwischen 3 und 11 Cent/kWh, je nach Sonneneinstrahlung und Art der Anlage. Dort wird auch prognostiziert, dass ab 2024 alle Anlagen ohne Batteriespeicher unter 10 Cent/kWh liegen. Schafft die Batterie die 8.000 Ladezyklen oder mehr, wird es sogar noch günstiger. Der Hersteller aus diesem Beispiel gibt 6.000 bis 8.000 Ladezyklen an. Manche Hersteller garantieren auch 10.000 Ladezyklen. Mit diesem Rechner können Sie das alles ausprobieren und vergleichen.
Wie viel kostet der Einbau?
Zum eigentlichen Kaufpreis kommen noch Kosten für die Installation hinzu. Die Installation sollten Sie von einer erfahrenen Fachkraft ausführen lassen, die Sie bequem und schnell auf Blauarbeit finden. Wie hoch die Kosten für die Installation und die Inbetriebnahme durch einen Elektriker ausfallen, ist vom jeweiligen Speichersystem und dem damit verbundenen Aufwand abhängig, der für den Einbau samt Kalibrierung und Verkabelung anfällt. Je nach Stromspeicher werden für dessen Einbau durch einen Elektriker daher zwischen 900 und 4.000 Euro fällig.
Wirtschaftlichkeit und Amortisation
Ein Photovoltaik-Stromspeicher hat sich dann amortisiert, wenn dieser Ihnen mehr Stromkosten eingespart hat, als Sie für dessen Anschaffung ausgegeben haben. In Anbetracht der Wirtschaftlichkeit rentiert er sich aktuell nach etwa 10 bis 15 Jahren. Diese Amortisationsdauer könnte durch neue Batterietypen in Zukunft deutlich sinken und somit zu einer immer attraktiveren Option werden. Der Kauf ist dann besonders günstig, wenn Sie für Ihre PV-Anlage keine Einspeisevergütung mehr erhalten.
Beispiel:
- Familie mit Jahresverbrauch von 5.000 kWh
- Netzstrompreis: 40 Cent/kWh
- 2.000 € Stromkosten pro Jahr ohne Photovoltaik
- 8 kWp Photovoltaik
- 8,3 kWh Batteriespeicher, 5.579 €
Ohne Speicher zahlt diese Familie ungefähr 13.000 Euro für PV-Anlage und Einbau. Sie kann damit 34 Prozent ihres Jahresverbrauchs decken, also spart 680 Euro pro Jahr. Damit amortisiert sich die Solaranlage nach etwa 19 Jahren.
Mit Speicher bezahlen sie 18.579 Euro. Sie erreichen so einen Autarkiegrad von 71 Prozent und sparen 1.420 Euro pro Jahr. Damit amortisiert sich die Anlage schon nach 13 Jahren.
Den Autarkiegrad können Sie mit diesem Rechner der HTW Berlin berechnen: https://solar.htw-berlin.de/rechner/unabhaengigkeitsrechner/
Förderung
Eine bundesweite Förderung mit Antragstellung gibt es aktuell nicht. Batteriespeicher sind jedoch auch von der Mehrwertsteuer ausgenommen, wenn man sie mit einer PV-Anlage zusammen kauft. Der Staat übernimmt also fast 20 Prozent des Kaufpreises. Die Bundesländer bieten aktuell keine eigene Förderung mehr an. Einzelne Städte geben jedoch weiterhin Zuschüsse. Am besten informieren Sie sich vor dem Kauf auf der Website Ihrer Stadt.
Arten von Batteriespeichern
Lithium-Ionen-Speicher
Lithium-Ionen-Batterien sind bei Stromspeichern am beliebtesten, da sie viele Anforderungen im Alltag erfüllen können. Alle Varianten funktionieren so, dass Lithiumionen von der positiven zur negativen Elektrode geleitet werden. Sie unterscheiden sich dadurch, welches Material an der positiven Elektrode verwendet wird: Oft ist das ein Gemisch aus Lithium und Kobalt, zum Beispiel Nickel-Mangan-Kobalt (NMC) oder Nickel-Kobalt-Aluminium (NCA). Bei Heimspeichern steigen jedoch immer mehr Hersteller auf positive Elektroden aus Lithium-Eisenphosphat um (LFP). Diese bieten höhere Entladeströme und sind besonders brandsicher.
- bis zu 10.000 Ladezyklen
- Wirkungsgrad: bis zu 95 Prozent
- Entladetiefe: fast 100 Prozent
Die negative Elektrode besteht meist aus Graphit, weil es sehr leitfähig und temperaturresistent ist.
Redox-Flow-Speicher
Redox-Flow-Batterien gibt es eigentlich schon seit 1954. Bisher eigneten sie sich jedoch schlecht für den Einbau im Haus und wurden für größere Anlagen genutzt. Im Gegensatz zu anderen Batteriearten fließen in ihnen flüssige Elektrolyte in zwei unabhängigen Kreisläufen. Durch eine Membran ist ein Ionenaustausch zwischen den Flüssigkeiten möglich. Aktuell werden für Eigenheime Vanadium-Redox-Flow-Batterien (VRF) genutzt. Der Hersteller Prolux wirbt für das System STORAC damit, dass die Kapazität in 20 Jahren nur auf 95 Prozent sinkt.
- Kaum Leistungsverlust
- Über 10.000 Ladezyklen möglich
- Nicht brennbar
- Etwas teurer und wenige Modelle verfügbar
Blei-Säure- /Blei-Gel-Speicher
Diese Batterien waren lange der Standard bei PV-Speichern, weil sie im Gegensatz zu anderen Technologien besonders günstig waren. Sie werden immer noch eingesetzt, sind bei Wohnhäusern aber selten geworden. Das liegt vor allem daran, dass Lithium-Ionen-Stromspeicher bessere Eigenschaften für diesen Anwendungsfall haben. Diese Eigenschaften haben zu mehr Investition geführt und damit auch zu sinkenden Preisen.
- ca. 3000 Ladezyklen
- Maximale Entladetiefe: 80 Prozent
- Wirkungsgrad: unter 90 Prozent
- Müssen gut belüftet werden
AC oder DC?
Nicht nur die verwendete Batterietechnologie sorgt für Unterschiede, sondern auch die verwendete Systemtopologie. Dabei handelt es sich um die Stelle im Stromnetz des Hauses, an die der Stromspeicher angeschlossen wird.
Grundsätzlich kann man zwischen Gleichstrom- (DC) und Wechselstromsystemen (AC) unterscheiden. Photovoltaikanlagen erzeugen immer Gleichstrom, der anschließend von einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt wird und nur dann eingespeist werden kann.
DC-Speicher
DC-Speicher dienen gleichzeitig auch als Wechselrichter und können direkt nach den Photovoltaikmodulen angeschlossen werden. Es handelt sich um Hybrid-Wechselrichter, die sowohl den Solarstrom als auch den gespeicherten Strom aus der Batterie umwandeln können.
Der Gleichstrom aus der Solaranlage wird hier direkt vom Speicher aufgenommen und erst in Wechselstrom umgewandelt, wenn er im Haus benötigt wird oder die Batterie voll ist und Strom in das öffentliche Netz eingespeist wird. Da weniger umgewandelt werden muss als bei AC-Speichern, geht weniger Energie verloren.
DC-Speicher sind besonders bei Neuinstallationen zu empfehlen. Das liegt an der Position des Speichers und der nötigen Anpassung an die Spannung der Photovoltaikmodule. Die maximale Anlagengröße ist zwar beschränkt, aber der hohe Wirkungsgrad, die unkomplizierte Installation und der geringe Platzaufwand gleichen das wieder aus.
- Weniger Umwandlungsverluste
- Geringerer Platzbedarf
- Umständliche Nachrüstung
AC-Speicher
AC-Speicher werden nicht direkt mit den Solarmodulen verbunden, sondern hinter einem Wechselrichter. Der Gleichstrom wird also in Wechselstrom umgewandelt und erst dann im Haushalt verbraucht, in der Batterie gespeichert oder eingespeist. Um gespeichert zu werden, muss er jedoch wieder in Gleichstrom umgewandelt werden.
AC-Stromspeicher lohnen sich bei der Aufrüstung von alten Photovoltaikanlagen, bei denen schon ein Wechselrichter vorhanden ist.
- Einfache Nachrüstung
- Zusätzlicher Wechselrichter nötig
- Höherer Platzbedarf
- Leichter Effizienzverlust durch Umwandlung
DC/AC
Mittlerweile gibt es auch Stromspeicher, die sowohl über Gleichstrom als auch Wechselstrom geladen werden können. Man hat damit die volle Flexibilität und kann sie an beiden oben genannten Stellen einsetzen.
Wie findet man die nötige Kapazität heraus?
Welche Kapazität Sie bei einem Stromspeicher konkret benötigen, ist von verschiedenen Faktoren abhängig:
Verbrauch und gewünschter Autarkiegrad
Grundsätzlich gilt bei der Wahl des Stromspeichers: Je mehr Eigenverbrauch Sie mit diesem abdecken wollen, desto größer sollten Sie diesen auch wählen. Demnach hat unter anderem der gewünschte Autarkiegrad, der mit der Speichernutzung erreicht werden soll, einen Einfluss auf die nötige Kapazität des Speichers. In der Regel reicht ein Autarkiegrad von 60 Prozent aus. Ihren exakten Stromverbrauch zur Kalkulation ermitteln Sie über den Durchschnittswert, der sich aus Ihren Stromabrechnungen der letzten Jahre ergibt.
Persönliches Verbrauchsverhalten
Neben dem Jahresverbrauch spielt auch Ihr persönliches Verbrauchsverhalten bei der nötigen Kapazität eine wichtige Rolle. Denn wird in Ihrem Haushalt der Strom überwiegend abends benötigt, da Sie tagsüber beispielsweise auf der Arbeit sind, werden Sie einen größeren Stromspeicher benötigen, als wenn Sie den Strom vor allem mittags verbrauchen. Grund hierfür ist die Tatsache, dass Ihre Photovoltaikanlage tagsüber deutlich mehr Strom produziert als abends. Nur mit einem ausreichend großen Speicher kann die erzeugte Energie der Mittagsspitze zwischengespeichert und für den Abend bereitgehalten werden.
Größe der Photovoltaikanlage
Ein weiterer wichtiger Faktor stellt die Größe Ihrer Photovoltaikanlage in Abhängigkeit von Ihrem persönlichen Stromverbrauch dar. Ist die PV-Anlage im Vergleich zu Ihrem durchschnittlichen Stromverbrauch verhältnismäßig groß, so verfügen Sie über hohe überschüssige Strommengen. Um diese hohen Strommengen speichern zu können, benötigen Sie einen großen Stromspeicher. Verfügen Sie hingegen über eine kleine PV-Anlage, so ist die Anschaffung eines kleineren Speichers ratsam.
Ausrichtung der Photovoltaikanlage
Ebenfalls von Bedeutung für die Bestimmung der nötigen Kapazität ist die Ausrichtung Ihrer Photovoltaikanlage. Ist die Anlage in Richtung Süden ausgerichtet, ist ein größerer Speicher empfehlenswert als vergleichsweise bei einer Ost-West-Ausrichtung. Die Modulausrichtung steht jedoch auch in engem Zusammenhang mit Ihrem persönlichen Verbrauchsverhalten. Denn benötigen Sie Ihren Strom hauptsächlich morgens und abends, können diese Verbrauchsspitzen durch eine Ost-West-Ausrichtung besser abgedeckt werden als durch eine südliche Ausrichtung. Verfügt Ihre Anlage bei diesem Verbrauchsverhalten jedoch über eine südliche Ausrichtung, produziert diese vor allem in den Mittagsstunden große Energiemengen. Um diese Energiemengen für den Eigengebrauch am Abend und am Morgen speichern zu können, benötigen Sie wiederum eine größere Speicherkapazität.
Messung und Steuerung
Besonders wichtig ist für eine effiziente Speicherung die Steuerung. Die Systeme zeigen heutzutage nicht nur Ladestand, Stromproduktion und Einspeisung, sondern können auch den Eigenverbrauch berücksichtigen und teilweise auch abhängig von den Wetterprognosen steuern. Es lohnt sich daher, auch auf die digitalen Fähigkeiten und Smart-Home-Kompetenzen der Anbieter zu achten. Durch zunehmende Vernetzung und Abstimmung der Geräte kann man Eigenverbrauch und Autarkie maximieren und muss weniger Strom aus dem öffentlichen Netz beziehen.
Fazit: Wann lohnt sich ein Batteriespeicher?
Stromspeicher sind in den letzten Jahren zwar sehr viel günstiger geworden, aber haben im Vergleich immer noch hohe Anschaffungskosten. Während Photovoltaikanlagen ohne Stromspeicher Garantiezeiten von bis zu 25 Jahren haben und sich oft schon nach 15 Jahren amortisiert haben, liegt die Garantie von Eigenheim-Stromspeichern in der Regel bei nur zehn Jahren. Ob Sie eine Photovoltaikanlage mit oder ohne Stromspeicher wählen, ist daher stark von der gewünschten Anlagengröße und dem Stromverbrauch im Gebäude abhängig. Ein Speicher lohnt sich zum Beispiel dann, wenn Sie auch ein Elektroauto besitzen und es Zuhause mit günstigem selbst produziertem Strom aufladen möchten. Wenn man die richtige Größe wählt, lohnt sich ein Photovoltaik-Speicher bei der niedrigen und weiter sinkenden EEG-Vergütung in den meisten Fällen. Wichtig ist eine gute Planung und Umsetzung durch Profis.
Batteriespeicher lohnen sich besonders für moderne Häuser mit Smart Meter und einem guten Energiemanagement. In Kombination mit einer Wärmepumpe kann man so einen höheren Eigenverbrauch von 90 Prozent erreichen. Besonders interessant werden solche Systeme in Kombination mit modernen dynamischen Stromtarifen, zum Beispiel von Tibber oder aWATTar. Darüber hinaus kann sich ein Stromspeicher auch lohnen, wenn Sie in einer Region mit häufigen Stromausfällen wohnen. Dann müssen Sie jedoch eine Batterie wählen, die für die Ersatzstromschaltung geeignet ist.
